多花木蓝根截面微观结构对其抗拉特性的影响

根截面微观结构由连通的骨架和相互贯通或封闭的孔洞构成, 其与根系抗拉力学特性有密切的联系。该文通过单根拉拔测试根系力学特性并采用扫描电镜获取根截面微观特征, 探讨根截面微观结构特征与根抗拉力学特性的关系。主要结果显示: 1)根系截面单位面积承受拉力和拉伸应变的能力均随根直径的增大而降低。2)根系抗拉强度和韧性随平均孔径的增加而降低, 其次孔径的均匀性对二者也存在一定的影响。3)导管排列方式随根直径的增加, 呈现单管孔→复管孔→管孔链→管孔团的排列方式, 导管排列方式和分布均匀性对根抗拉力学特性都有影响, 其中排列方式较分布均匀性的影响大。4)根截面管孔面积比对根抗拉特性的影响还受木质部和根皮及导管特征的影响。该研究从根系微观结构的角度揭示了根直径的增大影响截面微观结构进而影响根系的抗拉力学特性, 为进一步解析灌木根系固土力学机制提供了一定的理论基础。     

喀斯特坡地拉巴豆地埂篱根及根-土复合体力学特性

为探索地埂篱在喀斯特坡地水土保持中的价值,在重庆市酉阳县喀斯特顺层坡种植拉巴豆地埂篱,通过对根系灰度扫描、化学成分(木质素、纤维素、半纤维素)测定,单根抗拉试验和根-土复合体抗剪/冲试验,分析拉巴豆地埂篱根及根-土复合体的力学特性及影响因素。结果表明:(1)拉巴豆根系全根指标根长、根表面积、根体积、根重均表现为中坡下坡上坡,优势径级为0.0d≤1.0 mm径级。全根根系纤维素的平均含量较木质素、半纤维素高,且与根系直径呈显著负相关。(2)根系平均极限抗拉力6.77 N、平均抗拉强度29.57 MPa。极限抗拉力与木质素含量呈对数函数正相关、与木质素/纤维素(木纤比)呈线性正相关,抗拉强度与纤维素含量、木纤比分别为对数函数正相关和负相关。(3)上坡位抗剪土样的根体积密度、根重密度和木纤比显著大于中、下坡;而抗冲土样的根体积密度、根重密度、纤维素和半纤维素含量则中坡较优,但不显著。(4)根系能有效提高土体抗剪性能,根-土复合体的内摩擦角与粘聚力均较对照裸地高,但仅上坡粘聚力存在显著性差异(较对照增大45.67%)。内摩擦角和抗冲指数均中坡、下坡较优,粘聚力最优值位于上坡位。根-土复合体的力学特性主要受根体积、根重、根表面积密度和纤维素的影响。综上,拉巴豆根及根-土复合体的力学特性主要贡献径级为0.0d≤1.0 mm径级,中、下坡细根量大且根-土复合体抗冲性能表现较优,上坡根-土复合体抗剪切能力最强,但抗冲性能较弱。在推广拉巴豆地埂篱时,尽量种植于地势较低缓的中、下坡,更能凸显水土保持效益。     

栓皮栎根系解剖结构、水力特性及碳、氮含量研究

为阐明栓皮栎根系随径级的变化规律,探究其细根的合理划分标准。以1年生栓皮栎幼苗为研究对象,将其根系分为1、1～2、2～3、3～4 mm四个径级,分别制作石蜡切片观察解剖结构,比较木质部水力特性,测定碳氮含量及其比值,并采用主成分法对根系进行分类。结果表明:(1)随着径级增加,栓皮栎根系周皮、韧皮部和形成层组织厚度增加而占径比降低,木质部直径及其占径比均增加。(2)直径2 mm以上的栓皮栎根系木质部平均最大和最小导管直径、根比导水率和栓塞脆弱性指数增加显著; 而导管密度显著下降,导管面积与木质部面积之比变化不显著。(3)直径2 mm以上栓皮栎根系碳含量表现出显著增加,随着径级增加,根系氮含量下降、碳氮比升高。(4)主成分分析表明,13项根系结构和元素含量指标降维后,前2个主分量方差贡献率达62%,PCA双序轴显示栓皮栎根系可划分为2 mm以下的吸收根群和2 mm以上的运输根群。综上认为,以2 mm作为栓皮栎细根划分的标准兼顾了形态和功能的特点,更具有准确性。     

根系固土主导力学因素与差异性评价

为了探究影响根系固土的主导力学因素,并为侵蚀区固土抗蚀植物种的筛选提供部分依据。以3—4年生(4年生为主)5种内蒙古干旱、半干旱地区常见的水土保持植物:柠条(Caragana microphylla Lam.)、沙柳(Salix psammophila C.wang et Ch.Y.Yang)、沙地柏(Sabina vulgaris Ant.)、白沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch.)、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)为研究对象,针对春季土壤干旱和夏季暴雨(土壤湿润)两种自然条件,对影响5种植物根系固土的10项指标进行主成分分析。结果表明,根系抗拉力学特性是影响植物根系固土的主导力学因素,其次为根-土界面摩阻特性,最后是根-土复合体抗剪特性。在此基础上,从根系力学特性的角度出发,运用层次分析法对两个时期5种植物根系固土能力的差异性进行评价。在评价过程中,为了保证评价数据完整性,减小专家主观因素所带来的误差,使评价结果更具科学性,该文将两个时期主成分分析所得3个力学特性的方差贡献率作为权重。评价结果显示,根系固土指数为:春季土壤干旱时期,柠条(0.834)沙柳(0.330)沙地柏(-0.066)白沙蒿(-0.206)沙棘(-0.864);夏季暴雨时期分别为,柠条(0.876)沙地柏(0.218)沙柳(0.065)白沙蒿(-0.404)沙棘(-0.755)。5种植物中,柠条根系的抗拉力学特性显著优于其他植物,可作为干旱、半干旱地区固土抗蚀的重要参考树种。     

黄瓜砧木根的解剖结构与抗逆性关系研究

利用光学显微技术,对黄瓜(Cucumis sativus)和3种砧木：黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)、南瓜(C. moschata)、丝瓜(Luffa cylindrica) 根的解剖结构进行了比较解剖学研究,探讨了黄瓜及其不同砧木抗病性和抗涝性的植物体结构机制,结果表明：导管的管孔类型、管孔大小、管壁厚度、导管周围木纤维的数量及侵填体的有无等与抗病性相关。木栓厚度,通气组织,管孔直径和导管数量与抗涝性相关。     

喀斯特坡地2种地埂篱根-土复合体抗剪和抗冲性能综合评价

分析喀斯特地区不同地埂篱根系的形态和力学特性,量化其根-土复合体抗剪和抗冲性能的强弱,探寻该地区地埂篱根系固土抗蚀性能的评价因子,为喀斯特坡地水土流失治理中植被恢复措施的科学应用提供参考。选取重庆酉阳龙潭槽谷为研究区,分上、中、下坡分别布设拉巴豆和光叶苕子2种地埂篱,采用根系扫描仪和电子万能试验机测定其根系形态和力学参数,应变控制式直剪仪测定复合体抗剪强度,原状土冲刷水槽法测定复合体抗冲指数。结果表明：(1)抗剪复合体中,拉巴豆平均根长密度和根表面积密度分别高出光叶苕子59.32%和16.86%;抗冲复合体中,拉巴豆平均根长密度、根表面积密度和根体积密度较之光叶苕子高出30.48%、57.78%、92.98%;拉巴豆根系极限抗拉力和抗拉强度均显著高于光叶苕子。(2)2种地埂篱根系均能增强土壤的抗剪和抗冲性能,其中拉巴豆和光叶苕子复合体粘聚力较之对照土体分别增强了113.06%—124.37%和51.56%—87.12%,抗冲指数最高达到对照土体的2.81倍和2.45倍。(3)不同坡位,下坡2种植物的根长密度显著高于上、中坡;拉巴豆根系抗拉特性在下坡表现最优,光叶苕子在上坡表现更好;拉巴...     

柏木根系分泌物对栾树细根形态及N、P含量的影响

为研究混交过程中柏木根系分泌物对栾树细根生长的影响,以一年生栾树盆栽幼苗为研究对象,通过施加1株、2株、4株、8株4个浓度柏木根系分泌物(分别记为G1、G2、G4、G8)于栾树盆栽中,探讨柏木根系分泌物对栾树幼苗1～5级细根形态及N、P含量的影响。结果表明:(1)栾树细根直径随根序的增加而增大,施加根系分泌物显著减小了1～2级细根的直径(P0.05);细根比根长、比表面积均随根序的增加而减小,施加根系分泌物显著增大了1～2级细根的比根长及比表面积(P0.05);随根系分泌物施加浓度的提高,栾树比根长及比表面积先增大,而直径先减小,然后均趋于平缓波动的态势。(2)栾树细根N、P含量均随根序的增加而减小,而N/P在根序间的变化不显著;施加柏木根系分泌物显著增大了栾树1～2级细根的N、P含量(P0.05),但减小了1～5级细根的N/P;随根系分泌物施加浓度的提高,栾树细根P含量增大,N/P减小,而N含量先增加后呈现平缓变化的趋势。(3)栾树细根N、P含量均与其比根长、比表面积和直径等形态特征之间呈显著的相关关系(P0.05)。研究发现,柏木根系分泌物可改善土壤养分的有效性,从而缓解栾树植株的缺P症状,细根通过调整其形态以提高养分利用效率;柏木根系分泌物主要影响栾树1～2级细根的形态及N、P含量;4株柏木根系分泌物的剂量更有利于栾树根系的生长。     

根区湿润方式对玉米根系生长发育的影响

将厚塑料紧密地固定在盆栽试验用桶壁和底的中央,玉米种子播种于厚塑料布的正上方,在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下,分期测定两个1／2根区根系的长度、面积、干重以及单位面积的平均根长和比根长,研究不同根区根系的生长发育特征。结果表明,处理40d时,与其他根区相比,固定灌水非灌水区的比根长和单位面积平均根长明显增大,说明土壤水分减少使根系直径变小。根面积、长度以及干重的增长速率均表现为,处理0～5d内,与均匀灌水及其非灌水区相比,两种局部灌水的灌水区均显著增大;处理10～15d内,交替灌水的灌水区较其他根区明显增大,固定灌水的灌水区与均匀灌水相近。固定灌水时,灌水区根系的面积、长度、干重及其增长速率较之非灌水区显著增大;交替灌水时,两个根区的增长速率呈交替变化,其绝对数值随时间延长趋于相同。表明交替灌水不仅可刺激供水区根系的补偿生长,而且对恢复供水区也有补偿效应,并能够促使不同根区的根系均衡发展。     

空气断根对侧柏实生苗生物量分配和根系生长的影响

为探求林木幼苗生物量分配和根系生长对空气断根的响应,以侧柏(Platycladus Orientalis)实生苗为材料,设置空气断根(T)和不断根(CK)处理,研究了空气断根10、30 d和50 d后对侧柏生物量、根系形态特征及吸收面积的影响。结果表明:(1)T处理的侧柏幼苗地上生物量、根生物量、总生物量、根长、根表面积、根体积及根尖数在断根10、30 d和50 d后均大于CK,且显著扩大了根系总吸收面积和活跃吸收面积。(2)空气断根显著影响了侧柏实生苗的生物量分配格局,其根冠比在整个试验阶段呈先增大后减小的趋势,而CK逐渐减小。(3)两种处理的侧柏幼苗根系直径集中在0-0.5 mm。与CK相比,T处理侧柏随空气断根时间延长,单株根系直径在0-0.5 mm的根数量急剧增多,占总根尖数的79%,根平均长度、根表面积、根体积和根尖数显著增大。(4)生物量参数和根形态参数之间关系密切。根生物量与地上生物量及总生物量呈显著正相关(P0.05)。除根系平均直径外,根生物量、地上生物量和总生物量分别与根长、根表面积、根体积、根尖数呈显著正相关,根冠比与地上生物量呈负相关。因此,空气断根有效改善了侧柏幼苗的根系形态特征,提高了吸收面积,显著促进侧柏实生苗在生长早期快速发育。     

海桑次生木质部导管解剖特征与土壤理化因子年内动态变化的关系研究

为揭示海桑次生木质部导管解剖特征随土壤理化因子年内动态变动而变化的适应机制,该研究利用海桑具有生长轮的特点,通过显微技术界定了海桑采样枝条一年内10个不同连续时间段形成的新"生长层"(新形成的次生木质部),观测了10个不同连续时间段新"生长层"的导管解剖特征,并对10个新"生长层"形成阶段所对应的土壤理化因子数量特征进行了测定,用逐步回归法分析了10个不同连续时间段海桑新"生长层"管孔数量解剖特征与对应土壤理化因子数量特征之间的关系。结果显示:(1)10个不同连续时间段海桑形成新"生长层"管孔数量特征指标,除相邻管孔间接触壁长占比无显著差异外,其他8项指标包括管孔径向直径、管孔弦向直径、导管壁厚、导管长度、管孔密度、单孔率、导管聚合度和相邻管孔间接触壁长等均具有显著差异(P0.05);多重比较显示,10个不同连续时间段海桑形成新"生长层"管孔数量特征8项指标具不同程度的变动。(2)海桑新"生长层"形成阶段(10个不同连续时间段)土壤理化因子,包括土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量、土壤pH值和土壤全盐量等5项指标均具有显著差异(P0.05);多重比较显示,海桑新"生长层"形成阶段(10个不同连续时间段)土壤理化因子指标均具有不同程度变动。(3)10个不同连续时间段海桑形成新"生长层"的管孔数量解剖特征,与所对应新"生长层"形成阶段土壤理化因子数量特征的逐步回归分析表明,随着土壤全盐含量的升高,海桑导管弦向直径和导管聚合度同时呈显著增大趋势(P0.05)。研究表明,海桑在一年内不同连续时间段,随土壤全盐量增加,土壤渗透势将增大,水分在次生木质部导管中输导的安全性将下降,而海桑导管分子随一年内不同连续时间段土壤全盐量的增加呈增大趋势,根据木材生态解剖学的观点,水分输导的安全性将进一步降低,但导管聚合度随一年内不同连续时间段土壤全盐量的增加而增大,具有增进水分输导安全性的作用,这可能是海桑对土壤盐含量变化的生态适应策略。     

海桑属红树植物次生木质部解剖特征极其对潮间带生境的适应

通过光学显微镜和扫描电子显微镜详细观察了相似生境条件下生长的海桑属(Sonneratia)植物以及低、高潮位生长的海桑(S. caseolaris)和杯萼海桑(S. alba)次生木质部的形态特征,应用Lasersharp软件测量了其次生木质部的数量特征.结果表明:海桑属植物次生木质部形态特征的特化是与潮间带生境相适应的,能在水分胁迫的生境中,有效地协调水分输导的有效性和安全性.其特化结构主要包括:1)宽、窄导管并存,2)管孔密度较大,复孔率高,3)存在纤维状导管、形状不规则的导管和少量环管管胞,4)螺旋雕纹、附物纹孔、管壁具疣等许多导管壁的微观结构,有利于水分输导的安全性,5)射线细胞和分隔木纤维内的淀粉粒是渗透调节的物质基础,有利于促进水分上升,6)薄的纤维壁厚和宽的纤维腔径有利于水分的贮存,7)具胶质纤维.相似生境条件下生长的海桑属植物次生木质部数量特征的测量结果表明海桑和拟海桑水分输导效率高,但水分输导安全性差,而杯萼海桑水分输导效率低,但其输导安全性高.与高潮位生长的海桑和杯萼海桑相比,低潮位生长的海桑和杯萼海桑次生木质部导管分子更加"小型化"(有更小的导管分子长度、管孔弦向直径、管孔面积),有更高的导管聚合度和管孔密度,数量特征随生境不同的种内变动有利于海桑和杯萼海桑提高水分输导的安全性,但海桑和杯萼海桑输导安全性的获得是以牺牲水分输导的有效性为前提的.与生长在高潮位生境的海桑和杯萼海桑相比,低潮位生境生长的海桑和杯萼海桑的木材结构有更小的管孔面积,更厚的纤维壁,更低的导管比率和射线比率,更高的纤维比率,胶质纤维分布均匀且数量增加,这些特征有利于低潮位生境生长的海桑和杯萼海桑提高木材的韧性和强度,增强抗风浪冲击的能力.     

隔沟交替灌溉条件下玉米根系形态性状及结构分布

为揭示根系对土壤环境的适应机制,研究了隔沟交替灌溉条件下玉米根系形态性状及结构分布。以垄位和坡位的玉米根系为研究对象,利用Minirhizotrons法研究了根系（活/死根）的长度、直径、体积、表面积、根尖数和径级变化及其与土壤水分、土温和水分利用效率（WUE）的相关关系。结果表明,对于活根,在坡位非灌水区域复水后根系平均直径减小,而根系日均生长速率、单位面积土壤根系体积密度、根尖数和表面积均增大,并随灌水区域土壤水分的消退逐渐减小;对于死根,在坡位非灌水区域复水后根系日均死亡速率、根系体积密度、根尖数和表面积变化均减小,其中根系死亡速率和死根直径随土壤水分的消退逐渐降低,而死根体积密度、根尖数和表面积分布随土壤水分降低呈增大趋势;在垄位,根系形态分布趋势与坡位一致,除根系直径与与坡位比较接近外,其他根系形态值均小于坡位。将根系分成4个径级区间分析根系的形态特征,结果表明在根系长度和体积密度分布中以2.5－4.5 mm径级的根系所占比例最大,在根尖数和根系表面积分布中以0.0－2.5 mm径级的根系为主。通过显著性相关分析,死根直径、体积密度、活根表面积等根系形态与土壤含水率、土壤温度和WUE间均存在显著或极显著的正相关关系,部分根系形态指标（如根系的生长速率、活根体积密度）只与坡位土壤含水量、土壤温度具有明显的相关性,表明隔沟交替灌溉对坡位根系形态的调控作用比垄位显著。     

灌水量对枸杞根茎次生木质部结构和组成的影响

以4年生宁夏枸杞树为材料,通过非称重式蒸渗器进行定量灌溉试验,研究了不同灌水量对枸杞根和茎内次生木质部结构及其组成的影响.结果显示:(1)随着灌水量的增加,枸杞根内次生木质部导管直径逐渐增加,且两者呈极显著正相关(r=0.942);在灌水量为900 m3/hm2时导管频率最大、纤维面积所占的比例最小,同时,根次生木质部导管面积比例与导管频率的变化趋势一致,而木薄壁细胞面积比例则与灌水量呈不显著正相关(r=0.835).(2)枸杞茎内次生木质部导管直径在灌水量为900 m3/hm2时达到最大,导管频率则与灌水量呈极显著负相关(r=-0.963);茎次生木质部内导管面积比例在灌水量为450 m3/hm2时最大,纤维面积所占的比例则与灌水量呈显著正相关(r=0.964);木薄壁细胞面积比例则与灌水量呈极显著负相关(r=-0.989).(3)枸杞根和茎内木射线频率随灌水量的增加而减少,且分别与灌水量呈极显著负相关(r=-0.96和r=-0.99),即根和茎内木射线的横向运输功能随着灌水量的增加而减弱.研究表明,宁夏枸杞根和茎内次生木质部结构和组成分子的数量随灌水量而变化,适度的灌水量(900 m3/hm2)使枸杞的根茎导管直径增加,导管频率降低,以维持枸杞体内输水系统较适宜的有效性和安全性.     

云南野生稻叶茎根组织结构特性的比较研究

采用徒手切片法对云南3种野生稻和栽培稻的叶片、茎秆及根的组织结构进行比较研究,以明确野生稻的内部结构,为进一步揭示其结构与云南野生稻的生长势旺盛、营养吸收能力强、抗某些病虫害能力强的关系奠定基础。结果表明,(1)云南野生稻与栽培稻叶片主脉、茎秆及根的组织结构差异显著,其中景洪疣粒野生稻、景洪药用野生稻与栽培稻的差异最明显。(2)在叶主脉结构中,景洪疣粒野生稻无气腔结构,维管束数量少、面积小;景洪药用野生稻、3个普通野生稻材料存在多个维管束和气腔结构,维管束、束内导管直径及气腔面积较栽培稻大,而栽培稻中的气腔均为2个。(3)在茎秆结构方面,景洪疣粒野生稻茎秆最小,维管束数量最少,其茎壁内的维管束排列方式与栽培稻不同;景洪药用野生稻和普通野生稻茎秆及茎壁较栽培稻粗厚,维管束数量也较栽培稻多,普通野生稻的茎壁中有通气组织。(4)在根的组织结构中,3种野生稻的导管数量较多,导管直径及中柱面积较栽培稻大,外皮层出现了具有凯氏带功能的凯氏点等。     

光强对木麻黄幼苗根系形态、解剖结构及其碳氮含量的影响

对光环境的灵敏响应使得森林中常见的光照异质性成为影响植物自我更新的关键因素,然而植物地下根系结构对光照的响应较为难测而缺乏深入研究。为探究不同光强下木麻黄根系响应策略,以一年生木麻黄(Casuarina equisetifolia)幼苗为试验材料,模拟森林幼苗生长的林外(CK)、林缘(L1)、林窗(L2)和林下光环境(L3)设置4种光照强度,测定及分析木麻黄幼苗的生长、根系形态、细根解剖结构及碳氮含量等指标。结果表明:(1) L1下,幼苗采取维持高度,降低横向生长的方式,保证正常累积生物量,随光照强度的下降,株高、地径、叶片生物量及地上部分生物量逐渐下降。(2)在根系表型上,幼苗随光限制的加重呈现抑制纵伸但促进根系的横向生长,其中总根长、根平均直径及根体积达到显著差异。在径级结构上,细根发育程度随光照减弱而下降;而适当的遮光(L1)促进粗根生长但L3时除根尖数较CK上升外,根长度、根表面积、根体积均显著下降。(3)1-3级细根解剖变化较大,相较CK,1级细根皮层细胞面积显著增加,但根半径、维管柱结构、表皮厚度等指标则显著下降,2级细根根半径、皮层细胞面积、表皮厚度明显减少,但维管柱结构仅在L2、L3时显著下降;3级细根根半径、皮层细胞面积和维管柱面积均较CK显著增大,L1时维管柱结构下降,但随光照减弱加重,维管柱面积和中柱占比均明显增加。(4)在碳氮含量上,CK与L1无显著差异,TC在L2时显著下降,TN则在L2时显著上升,TC、TN均在L3达到最大,而C∶N随光强降低逐渐下降。综上所述,光限制时,木麻黄生物量及碳分配稳定根茎部分生长,采取“弱化吸收,强化储存”收缩型生长策略;当限制加重时,光合和呼吸作用失衡导致植物对细根投入养分的浪费,并最终造成林木死亡。研究结果为林下植被的更新提供理论参考。     

苗期水分亏缺对玉米根系发育及解剖结构的影响

利用盆栽试验,研究了不同水分亏缺[土壤含水量分别为田间持水量的75%～85%(对照)、65%～75%(轻度)、55%～65%(中度)、45%～55%(重度)]对玉米苗期根系发育及解剖结构的影响.结果表明:干旱抑制了植株生长,随着水分亏缺程度的加重,根系长度缩短、根直径变细、总生物量降低;而根系活力、根冠比、根尖多糖含量均增加;侧根根毛长度、根毛密度、根毛总长度在中度水分亏缺条件下达到最大.组织切片观察结果表明,根直径变细主要是由于根的中柱面积减小、导管直径缩小所致,不同水分亏缺处理间导管的数量差异不大,但水分亏缺使导管壁变得不规整.根尖多糖含量的增加主要表现在表皮细胞和根冠细胞内,在表皮细胞内多糖主要以游离形式分布,在根冠细胞内主要以淀粉粒形式分布.总之,在水分亏缺条件下,玉米通过改变导管结构、增加表皮细胞与根冠细胞内多糖的含量及扩大根毛总表面积,来调节根系对水分的吸收能力,增强玉米植株的抗旱性,但根毛并不随着亏缺程度的加重而无限制的增长,在过度干旱条件下,根毛会受到抑制或损伤.     

云南哀牢山6种常绿阔叶树木质部解剖特征的轴向和径向变化

West、Brown和Enquist提出的树木水分传导的分形网络模型(简称WBE模型)认为,树木连续分枝之间的导管或管胞直径按照一定的比率均匀变细,其总的水力阻力与水分传导的路径长度无关,从而使不同部位叶片获得基本相当的水分供应。该模型对树木高生长的水力限制假说提出了置疑。为了验证WBE模型中树木导管或管胞均匀变细的假说,该文研究了云南哀牢山中湿性常绿阔叶林中6种常绿阔叶树, 腾冲栲(Castanopsis wattii)、景东石砾(Lithocarpus chintungensis)、木果石砾(L. xylocarpus)、长尾青冈(Cyclobalanopsis stewardiana)、滇木荷(Schima noronhae)和舟柄茶(Hartia sinensis)木质部解剖特征随树高和年龄的变化。对这6个树种共14株样木进行了不同高度树干圆盘和边材生长轮取样,样木的高度为15~25 m,按照常规木材解剖的处理和分析方法,在显微镜下测定木材切片的导管直径和密度等特征。结果表明:在14株样木中,有4株树木导管直径随树木高度增加呈线性减小, 1株没有明显变化,其它9株树木导管直径在树冠以下的树干部分变化幅度较小或没有明显变化,而从树冠基部往上直到树木顶端导管直径显著减小。同一植株随着高度的增加,导管密度增加并且在树冠内增加更显著。有三分之一的树木导管占边材面积的比例随树高增加没有明显变化,其余树木导管占边材面积比在树冠以上有所减小。多数树木理论比导率在树冠以下没有明显变化而在树冠基部往上显著降低。在从髓芯开始往外的20~40个年轮范围内导管直径增加显著,但大部分植株导管直径在40个年轮后趋于稳定。不同高度圆盘导管直径随形成层发育时间的变化呈相似的趋势,并且相同发育年龄的导管直径没有明显差异。该文的研究结果说明,导管直径的轴向和径向变化一定程度上补偿了水分运输阻力随树木个体增大而增加的缺陷,但是6种常绿阔叶树树干的导管基本不按一定比率均匀变细,不支持WBE模型。     

黄土高原长期覆膜苹果园土壤物理退化与细根生长响应

甘肃陇东黄土高原为中国苹果主产区之一, 生产中多采取覆膜方式节水保墒, 但长期覆膜易导致土壤物理性状退化及苹果根系生长障碍。为探明长期覆膜对苹果园表层土壤(0-20 cm)、亚表层土壤(20-40 cm)物理特性、土壤结构稳定性及苹果细根数量、形态、构型、解剖性状的影响, 以18年生苹果树为试验材料, 于苹果树发根高峰(果实采后至落叶期), 以清耕(CK)为对照, 采用土壤剖面法系统调查覆膜2年(2Y)、覆膜4年(4Y)、覆膜6年(6Y)的表层土壤、亚表层土壤物理性状变化趋势, 苹果根系根长、表面积、比根长、导管直径、导管密度等指标的空间分布特征。并借助主成分分析, 抽取覆膜条件下根系与土壤变化主要因子, 分析应对根际土壤物理退化的苹果树细根生长适应策略调整。结果表明: 短期覆膜(2Y)可有效改善亚表层土壤含水量、总孔隙度, 分别比CK提高了18.04%、4.53%, 土壤密度降低了2.36%, 促进细根在亚表层土壤中的生长, 比表面积为CK的151%; 覆膜促使黏粒向亚表层土壤移动, 产生明显的淀积黏化作用。土壤物理性黏粒在亚表层土壤中高于表层土壤, 2Y、4Y和6Y处理亚表层土壤物理性黏粒为表层土壤的115.64%、115.58%和114.21%, 呈现土壤紧实化。土壤质地、团聚体特征、有机质含量为主导亚表层土壤退化进程的主要载荷因子, 使根系数量、构型特征受到抑制, 导致长期(4Y、6Y)覆膜苹果的细根集中分布于表层土壤中。亚表层土壤中细根变粗、抑制延伸生长、增大导管直径, 以弥补细根数量、形态性状弱化带来的吸收功能减弱, 促使根系采取“密集型”根系构建策略。综上所述, 长期覆膜果园亚表层土壤出现物理“隐形”退化, 影响果树根系健康生长和土壤可持续利用。2年为适宜陇东旱塬的连续覆膜年限, 生产中应适时揭膜, 促进根系生长和土壤结构优化。     

浙江天童木本植物水力结构与树高的关联性

垂直分层是森林群落的基本结构,但有关群落不同垂直层次植物水力结构策略的研究仍然比较缺乏。以浙江天童木荷林内25株高度不同的9种木本植物为对象,通过测量其枝条直径、边材面积、干材密度、导管直径、内腔面积以及枝条水分比导率,旨在检验植物水力结构与树高的关联性。结果显示：除干材密度外,枝条直径、导管直径、枝条和导管内腔面积、边材面积、水分比导率均随树高增加而显著增大。作为重要的水力结构特征,比导率与导管直径和内腔面积、枝直径和内腔面积、边材面积显著正关联。该结果强调了局域群落内不同垂直层次植物水力结构特征的显著差异,以及植物水分生态位在不同垂直层次的分化过程。     

不同供氮水平下水曲柳（Fraxinus mandushurica Rupr.）幼苗根系呼吸季节动态

根呼吸是林木根系获得吸收养分和水分所需能量的重要生理活动.为了探讨林木根系呼吸速率的季节变化及其影响因素,采用离体根系法(Li-6400-06叶室连接到Li-6400便携式CO2/H2O分析系统)研究了水曲柳(Fraxinus mandushurica Rupr.)苗木各径级根呼吸速率在不同供氮水平下季节变化规律.结果表明:水曲柳苗木根呼吸速率表现出明显的季节动态,且与气温的季节变化规律相同,其中比根呼吸速率在0.5732 μmolCO2 · g-1 · s-1(直径≤2 mm,10月份)～7.1861 μmolCO2 · g-1 · s-1(直径≤2 mm,7月份)之间变化,表面积呼吸速率也是7月份最高,达到0.6848 μmolCO2 · cm-2 · s-1(直径>5 mm),10月份最低,仅为0.0132 μmolCO2 · cm-2 · s-1(直径≤2 mm);比根呼吸速率随根直径变大而降低,表面积呼吸速率变化规律则完全相反.供氮水平对水曲柳苗木根呼吸速率的影响随气温升高明显增强,其在6～8月份各径级根系中均达到显著水平(0.00072mm)Q10值范围为2.07～2.96,Q10值随根系径级增大而降低的现象表明水曲柳苗木细根对温度变化反应更为敏感;细根Q10值在供氮水平间差异显著(P=0.0392<0.05),粗根则不明显,表明土壤供氮水平主要影响细根的Q10值变化.